Der schnelle Triggerszintillator für das Jetset Experiment (PS202/LEAR)

Sefzick, Thomas

Report

FZJ-2016-08032

Der schnelle Triggerszintillator für das Jetset Experiment (PS202/LEAR)

Sefzick, T. (Corresponding author)FZJ*

1990
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Spezielle Berichte / Forschungszentrum Jülich 480, 121 p. (1990)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/13367

Report No.: Juel-Spez-0480'02'

Abstract: Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Planung der Szintillationszähler für das JETSET-Experiment (PS202) am CERN in Genf. Im einzelnen werden der Design desSzintillationsdetektors, die Auswahl der in Frage kommenden Materialien und Planungen einer diesem neuartigen Detektorkonzept angepaßten Triggerlogik diskutiert.Das JETSET-Experiment ist im Bereich der Mittelenergiephysik angesiedelt, die Nukleonen mit ihren Unterstrukturen als Vielteilchensystem auffaßt . Diese bestehenaus nachweislich drei geladenen Teilchen, den Valenzquarks. Neben den aus drei Quarks bestehenden Baryonen sind die aus Quark-Antiquark aufgebauten Mesonen,die als virtuelle Teilchen die Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung bewirken, bei hinreichend hohen Energien aber als reelle Teilchen - auf der Masseschale - auftreten,ebenso Gegenstand physikalischer Untersuchungen . Sie - oder ihre Zerfallsprodukte - tragen bei den im JETSET-Experiment auftretenden Annihilationsprozessen von Antiproton und Targetnukleon - hierbei muß zwischen Reorientierung, reiner Vernichtung und Kombinationen beider Prozesse unterschieden werden - die Information über ihre Entstehung und Korrelation in verschlüsselter Form (Viererimpulsvektor, Spinorientierung, u .v.m.) mit sich. Es ist nun Aufgabe des Experimentators eben diese Informationen durch geeignete Beobachtungs- und Untersuchungsmethoden zu erkennen und auszuwerten. Das ihm dabei zur Verfügung stehende 'Handwerkzeug' beschränkt sich in vielen Fällen auf die Messung von Viererimpulsen und Multiplizitäten der Produktteilchen. Hinzu kommt aber die Möglichkeit, die Anfangsbedingungen der Reaktion exakt festzulegen. Neben der Kenntnis des Viererimpulses (Impulskomponenten und Energie) können durch einen polarisierten Strahl oder ein polarisiertes Target über die Messung der Observablen - in diesem Fall mit besonderem Augenmerk auf Polarisation, Analysierstärke und Spinkorrelation - Rückschlüsse auf Reaktionsmechanismus und -ablauf gezogen werden. Folgend aus der Notwendigkeit, die oben aufgeführten Parameter mit hoher Präzision zu messen, ergeben sich folgerichtig Bedingungen an die Nachweisgeräte. Diese müssen so hochauflösend sein, daß Spurrekonstruktionen der Ausgangsteilchen einer Reaktion durchgeführt werden können, besonders, wenn zusätzlich Zerfälle passieren. Die Präzision muß gewährleisten, daß die Rekonstruktion erlaubt, eindeutige kinematische Schlußfolgerungen zu ziehen. JETSET als typisches Detektorkonzept enthält deshalb folgende Komponenten : hochauflösende Gasverstärkungszähler- wie Driftkammern oder MWPC's, die Rückschlüsse auf den Verlauf der Teilchenbahn zulassen, sowie dünne, feingranulierteHalbleiterzähler (tu-Streifen), um genaue Durchstoßpunkte festlegen zu können, Cherenkov-Zähler zur Teilchenidentifizierung, Kalorimeter zur Bestimmung derTeilchenenergie und, 'last not least' dünne Szintillationszähler zum schnellen Teilchennachweis und zur Trigger- und Startsignalgenerierung. Szintillationszählereignen sich für diesen Zweck besonders gut, da sie, falls Plastikszintillatormaterial zur Anwendung kommt, leicht formbar sind und in fast jedes Detektorkonzept eingepaßt werden können. Überdies sind sie schnell, und die Palette der angebotenen Materialien ist so groß, daß für jede Anwendung ein optimales Material gefunden werden kann. Da diese Diplomarbeit die erste in einer neu entstandenen Arbeitsgruppe ist, die Entwicklung und Bau von Plastikszintillationszählern im Institut neu ansiedeln soll, werden die einzelnen zu einem Szintillationszähler gehörenden Komponenten - Szintillator, Lichtleiter und Photomultiplier - ausführlich beschrieben. Eigene Messungen und deren Ergebnisse werden an den passenden Stellen eingeflochten. Danach werden Testmöglichkeiten zur Ausmessung der einzelnen Komponenten vorgestellt. Einer Beschreibung des JETSET-Experimentes folgen dann Monte-Carlo-Simulationsergebnisse und die Vorstellung des Designs des Szintillationszählers. Abschließend werden einige Gedanken und Vorschläge zur Triggerlogik gegeben.

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